实验操作培训

瓦斯根底参数实验所需粒径及质量序号实验名称粒径/mm需要质量/g备注1巩固性系数f值20～301～350×5重复3次2工业分析0.074～0.20.5×43吸附常数0.2～0.2550×14瓦斯放散初速度Δp0.2～0.253.5×25瓦斯解吸1～350×56自燃倾向性0.1～0.1527煤尘爆炸性＜3＜60.88钻屑瓦斯解吸指标K1值1～350×59钻屑瓦斯解吸指标Δh21～350×5巩固性系数f值1〕仪器设备架盘天平；量筒：直径23mm；落锤；分样筛：孔径0.5mm。巩固性系数测定仪器2〕测定步骤〔1〕从煤样中选取块度为20～30mm的小煤块分成5份，每份质量50g，各放在测筒内进行落锤破碎实验。测筒包括落锤〔质量2.4kg〕，圆筒及捣臼组成。〔2〕将各份煤样依次倒入圆筒8及捣臼内，落锤自距臼底600mm高度自由下落，撞击煤样，每份煤样落锤1～5次〔一般取3次〕，可由煤的巩固程度决定。〔3〕5份煤样全部捣碎后，倒入0.5mm筛孔的筛子内，小于0.5mm的筛下物倒入直径23mm的量筒内，测定粉末的高度。〔4〕数据处理试样的巩固系数按下式求得：式中：－煤样粒度20～30mm的巩固系数测定值；－落锤撞击次数，次；－量筒测定粉末的高度，mm。如果煤样较软，所取煤样粒度达不到20～30mm时，可采取粒度1～3mm煤样进行测定。并按下式进行换算：当时，当时，，－煤样粒度1～3mm的巩固系数测定值。工业分析1〕制样将煤样用粉碎机粉碎后，用0.2mm粒径的标准筛筛取1g试样。2〕设备采用5E-MAG6600全自开工业分析仪进行测定。5E-MAG6600全自开工业分析仪3〕测定步骤〔1〕测试开始：开气→开电→开机。出气口压力≥0.2MPa，仪器预热10～20min后进行工作。〔2〕设置参数：[标准法]水份：107℃恒温60min；灰份：500℃恒温30min，815℃恒温30min；挥发份：900℃恒温7min。[快速法]水份：135℃恒温10min〔3〕测定：点击[称量]→放置试样→手动摇晃均匀→盖严坩埚盖和Ⅰ、Ⅱ炉盖→点击[测试]→打印测定结果。〔4〕测试结束：关机→关电→关气。4〕考前须知〔1〕试样粒度≤0.2mm标准法：重量1g±0.1g；快速法：0.5～0.6g。〔2〕仲裁用的数据，按[标准法]，指导生产用的可按[快速法]。〔3〕坩埚灼烧温度为600℃〔4〕Ⅰ炉使用坩埚，Ⅱ炉使用灰皿不可倒置。Ⅰ、Ⅱ炉放样序号要一致。煤样瓦斯放散初速度煤的瓦斯放散初速度Δp也是预测煤与瓦斯突出危险性的指标之一，该指标反响了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。Δp的大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙外表性质等有关。在煤与瓦斯突出的开展过程中，瓦斯的运动和破坏力，在很大程度上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。煤的瓦斯放散初速度Δp表示在1个大气压下吸附瓦斯后用mmHg表示的45～60s的瓦斯放散量与0～10s内的瓦斯放散量的差值。1〕仪器设备WT-1型瓦斯扩散速度测定仪器；甲烷瓶〔浓度大于95％〕；分样筛〔孔径0.2、0.25mm各一个〕；天平〔最大称量250g，感量0.5g〕；小锤；漏斗。2〕制样将所采煤样进行粉碎，筛分出粒度为0.2～0.25mm的煤样。每一煤样取2个试样，每个试样质量3.5g。WT-1型瓦斯扩散速度测定仪器3〕测定步骤〔1〕启动仪器和真空泵的电源，连通高浓度甲烷；〔2〕称取煤样3.5g装入煤样瓶，在瓶内填一层较薄的脱脂棉；〔3〕将脱脂棉放入仪器架，扶正，旋紧；〔4〕点击工作站系统界面上所示煤样瓶与所装的煤样瓶要对应序号；〔5〕点击“放散速度〞；〔6〕设置“煤样命名〞，“保存路径〞；〔7〕点击“下一步〞，仪器运作；〔8〕结束：关闭仪器→关闭工作站→关闭真空泵。吸附常数a、b值测定1〕仪器设备吸附常数采用HCA高压容量法瓦斯吸附装置。2〕制样将煤样用粉碎机粉碎后，用0.2mm粒径和0.25mm粒径的标准筛筛取50g试样。HCA高压容量法瓦斯吸附装置3〕测定步骤〔1〕脱气缓缓翻开经过气密性检查的吸附罐高压阀门，放掉高压气体之后，与真空泵连接。置于60℃恒温水浴中进行脱气，脱气时间6～8〔2〕低压吸附①用气袋取一定量纯洁待测气体与低压吸附量管连接，上下移动水银瓶，使待测气体反复清洗量管及连接胶管2～3次，最后下移水银瓶使量管内吸入约200mL的待测气体。关闭量管上部活塞，并用弹簧夹住连接胶管尾端。②将胶管尾端与经过脱气的吸附罐相连，去掉胶管上弹簧夹，开启量管上部活塞，使之处于与吸附罐相连通状态。移动水银瓶使瓶内水银面与量管内水银面一致，记下量管内水银面的刻度。③缓缓翻开吸附罐高压阀门，此时量管内的待测气体将被吸入吸附罐内，不断移动水银瓶，使其水银面与量管内水银面保持一致。低压吸附平衡时间不得少于8小时。④移动水银瓶，使其水银面与量管内水银面一致后，读取量管内水银面刻度。两次读数之差即为低压吸附气体体积。〔3〕高压吸附①向完成低压吸附测定后的吸附罐内充入高压待测气体，压力3.5～4.5MPa。放入30℃②将高压吸附平衡后的吸附罐与高压解吸量管连接，记下量管饱和食盐水液面处的刻度值。此时量管活塞处于连通吸附罐的位置。③缓缓开启吸附罐的高压阀，待罐内压力到达设定压力时，立即关附罐阀门〔一般在0～5MPa试验压力范围内设定压力按n=6个间隔点〕。重新放入恒温水浴中平衡，移动水准瓶读取饱和食盐水的刻度、压力表值、室温、大气压。④按照〔3〕步骤逐次放出吸附罐中高压待测气体，同时记录各点的平衡压力与量管中相应收集的气体量。⑤高压吸附的最后一点压力〔一般表压约0.5～0.7MPa〕到达平衡后，开启阀门不再关闭，使吸附罐中待测气体充分排入量管，最后在一个大气压下到达平衡，读取数据〔平衡时间6～8小时〕〔4〕结束整理记录，输入电脑，计算测试结果a、b值4〕考前须知〔1〕测量气体值时，应经常移动水准瓶，使之量管内的液面能保持一致。〔2〕每次读数时均需要记录当时的室温和气压，室温以靠近量管的温度计读数为准。〔3〕待测气体是指甲烷、二氧化碳或其它气体。钻屑瓦斯解吸指标值K1由煤科总院重庆分院提出，所依据的解吸规律是RM·Barrer式，其物理意义为：每克煤钻屑自煤体脱落，暴露于大气之中解吸第1min内瓦斯解吸总量。1〕仪器设备WTC瓦斯突出预测仪。WTC瓦斯突出预测仪示意图2〕测定步骤现场测定：准备取样时，把秒表、筛子准备好，用孔径1mm和3mm的筛子筛分〔孔径1mm的筛子在下，孔径3mm的筛子在上〕，钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并继续进行筛分，最后把已筛分好的1～3mm的煤样装入WTC仪器的煤样罐内，盖好煤样罐，按下测试键开始测定，测定结束后，输入煤样暴露到测定开始的时间，瓦斯突出参数测定仪将根据测定的数据自动计算出实验煤样在该平衡压力下的K1值。实验室测定：待煤样吸附平衡后，在翻开煤样罐使煤样卸压的同时，按下计时秒表，翻开煤样罐后，将煤样尽快装入WTC瓦斯突出参数测定仪的煤样杯内，煤样自然装满。等秒表走到1min的时候，按下测试键，进行K1值的测定，测定结束后，输入煤样暴露到测定开始的时间，瓦斯突出参数测定仪将根据测定的数据自动计算出实验煤样在该平衡压力下的K1值。钻屑瓦斯解吸指标Δh2由我国煤科总院抚顺分院提出，其物理意义为：10克煤钻屑自煤体脱落，暴露于大气之中，第4min和第5min内的瓦斯解吸总量。1〕仪器设备测试仪器为MD-2型瓦斯解吸仪。该仪器的根本原理是：在不进行煤样脱气和充瓦斯的条件下，利用煤钻屑中的剩余瓦斯压力，向一密闭的空间释放瓦斯，用该空间体积和压力的变化，以水柱计压差形式来表示煤钻屑解吸出的瓦斯量。1〕实物图2〕结构示意图1—水柱计；2—解吸室；3—煤样罐；4—三通活塞；5—两通活塞MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪实物图与结构示意图2〕现场测定步骤1〕测定前的必要准备：①给水柱计注水，并将两侧液面调整至零刻度线；②检查仪器的密封性能。一旦密封失效，需更换新的“O〞型密封圈；③准备好配套装备，如秒表、分样筛等。2〕煤钻屑采样：在石门揭煤工作面打钻时，每打1m煤孔应采煤钻屑样1个。在钻孔进入到预定采样深度时，启动秒表开始计时，当钻屑排出孔时，用筛子在孔口收集煤钻屑。经筛分后，取粒度1～3mm〔1mm筛上品，3mm筛下品〕煤样装入煤样瓶3中，煤样应装至煤样瓶标志线位置〔相当于煤样重量10g〕。采掘工作面打钻时，每2米钻孔采煤钻屑样1个。采样方法和要求与石门揭煤工作面相同。3〕测定操作步骤：①首先翻开两通旋塞，然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室2中，拧紧解吸室上盖，翻开三通螺旋塞4，使解吸室与水柱1和大气均连通，煤样处于暴露状态；②当煤样暴露时间为3min时，迅速逆时针方向旋转三通旋塞捏手，使解吸室与大气隔